请简述铝合金时效过程,谢谢
铝合金的热处理不同于碳钢,其熔点低,易过热过烧,加热温度的偏差范围小,对温度仪的精度要求高。若加热保温过于偏差,则可能达不到强化的目的。因此,对于锻铝合金的加热炉温度的控制是整个热处理过程的关键。
根据试验结果分析:人工时效温度的高低与时间的长短有很大关系。较高的时效温度,可以缩短保温时间:较低的时效温度则需要延长保温的时间。用前者方法处理,同一炉试件检出的硬度数据,离散性较大,批量生产难以把握产品的质量,而后者受试件的合格率较高,能够保证强化工艺的质量要求,但工艺成本显著增加。
在这两者之间,必然有一个比较合理的可行区间。经多次反复试验,我们找到如下的加热温度和时间的关系,这对锻铝试件的强化处理较为适合。
铝合金产品特色
以铝为基添加一定量其他合金化元素的合金,是轻金属材料之一。铝合金除具有铝的一般特性外,由于添加合金化元素的种类和数量的不同又具有一些合金的具体特性。铝合金的密度为2.63~2.85g/cm,有较高的强度(σb为110~650MPa)。
比强度接近高合金钢,比刚度超过钢,有良好的铸造性能和塑性加工性能,良好的导电、导热性能,良好的耐蚀性和可焊性,可作结构材料使用,在航天、航空、交通运输、建筑、机电、轻化和日用品中有着广泛的应用。
这里面有相变发生:
钢的淬火与回火是过饱和固溶体的固溶强化、高强度、镁合金之类,淬火+回火适用于有固态相变的金属材料、钛的合金等等,如铝合金,如铁的合金,但是脆性大本质区别、沉淀强化),必须通过回火来损失一部分硬度或强度来提高塑性和韧性。
有色金属的固溶处理+时效是第二相强化,淬火后就有高硬度。
所以,这里面基体没有相变发生、铜合金。固溶处理后强度硬度几乎无变化。而固溶处理+时效适合于没有固态相变的材料,必须通过时效来析出第二相来强化
1、时效处理上有不同。
铝合金淬火:根据时效温度和时间的不同,会发生析出相的弥散,聚集长大等变化。
钢的淬火:α相状态的变化以及碳化物的聚集长大。
2、在机理、组织与性能上有所不同,
铝合金淬火:时效使合金的强度和硬度随时间的延长而增高,但塑性降低。
钢的淬火:减少或消除残余应力,提高韧性和塑性,获得硬度、强度、塑性和韧性的适当配合。
扩展资料:
铝合金淬火的原理:
铝合金的时效硬化是一个相当复杂的过程,它不仅决定于合金的组成、时效工艺,还取决于合金在生产过程中造成的缺陷,特别是空位、位错的数量和分布等。普遍认为时效硬化是溶质原子偏聚形成硬化区的结果。
铝合金在淬火加热时,合金中形成了空位,在淬火时,由于冷却快,这些空位来不及移出,便被“固定”在晶体内。这些在过饱和固溶体内的空位大多与溶质原子结合在一起。由于过饱和固溶体处于不稳定状态,必然向平衡状态转变,空位的存在,加速了溶质原子的扩散速度,因而加速了溶质原子的偏聚。
参考资料来源:百度百科-淬火钢
参考资料来源:百度百科-铝合金时效
参考资料来源:百度百科-铝合金热处理技术
方式2、细化组织强化。在铝合金中添加微量元素细化组织。铸造铝合金中常加入微量元素作变质处理来细化合金组织,提高强度和塑性。变形铝合金中添加微量钛、锆、铍、锶以及稀土元素,提高合金的强度和塑性的方式。
方式3、细化晶粒,从熔铸开始改善铸锭的晶粒度。加工硬化,抗拉强度提高,延伸率降低。铝合金分为可热处理强化合金和不可热处理强化合金。
方式4、时效强化。时效过程中使合金的强度、硬度增高的现象称为时效强化或时效硬化。铝合金热处理后可以得到过饱和的铝合金基固溶体的方式。
方式5、固溶强化。合金元素加入纯铝中形成无限固溶体或有限固溶体,强度增加,塑性与抗压力增加。常用铜、镁、锰、锌、硅、镍等。铝合金
方式6、过剩相强化。合金中过剩相的数量愈多,其强化效果愈好,但过剩相多时,由于合金变脆而导致强度、塑性降低的方式。当合金中加入的合金元素含水量超过其极限溶解度时,淬火加热时便有一部分不能溶入固溶体的第二相出现称之为过剩相。
至于你说的模拟烘烤,要看他的温度如何和时效时间(从而判断是否是欠时效、峰时效还是过时效)。
肯定有时效作用的效果,你的模拟烘烤的目的实质是欠时效,如果你的目的是对铝合金强化,那么就可以说是欠时效的一种。
正确的说法应该是:硬铝合金的热处理强化由固溶处理和时效两个过程组成。
严格的说固溶处理不是淬火,淬火是钢的叫法,固溶处理是有色金属的叫法,淬火得到的是马氏体,而固溶处理得到的不是马氏体。
但是有些没有专业知识的人,看到固溶处理与淬火的操作过程类似,就把铝合金的固溶处理称为淬火了,其实,这个恰恰表明是外行的表现。
打个比方,有人看见水珠从眼里掉落下来了,说这个人哭了,另外一个人看见水珠从天上掉落下来了,说老天爷哭了,把下雨称为哭了,作为文科做比喻可以,但是作为科学,严格的来说,把下雨称为哭了其实是可笑的。
铝合金很少有用淬火的,铝合金多用时效、人工实效、冷作硬化的方法提高强度、硬度。
主要有:细晶强化 固溶强化 第二相强化 加工硬化
详细介绍:
细晶强化
通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为细晶强化,工业上将通过细化晶粒以提高材料强度
定义
通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法称为 细晶强化,工业上将通过细化晶粒以提高材料强度 。
通常金属是由许多 晶粒组成的多晶体,晶粒的大小可以用单位体积内晶粒的数目来表示,数目越多,晶粒越细。实验表明,在 常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、 硬度、塑性和韧性。这是因为细 晶粒受到外力发生 塑性变形可分散在更多的晶粒内进行,塑性变形较均匀,应力集中较小;此外,晶粒越细, 晶界面积越大,晶界越曲折,越不利于裂纹的扩展。故工业上将通过细化晶粒以提高材料强度的方法称为 细晶强化。
晶粒越细小, 位错集群中位错个数(n)越小,根据τ=nτ0,应力集中越小,所以材料的强度越高;
细晶强化的强化规律,晶界越多,晶粒越细,根据霍尔-配奇关系式,晶粒的平均值(d)越小,材料的屈服强度就越高。
固溶强化 :
基本内容
由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点,使晶格发生畸变,使固溶体硬度和强度升高,这种现象叫固溶强化现象。
融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变,晶格畸变增大了位错运动的阻力,使滑移难以进行,从而使合金固溶体的强度与硬度增加。这种通过融入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象称为固溶强化。在溶质原子浓度适当时,可提高材料的强度和硬度,而其韧性和塑性却有所下降。
第二相强化 :
基本内容
复相合金与单相合金相比,除基体相以外,还有第二相存在。当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中时,将会产生显著的 强化作用,这种强化作用称为第二相强化。第二相强化的主要原因是它们与 位错间的交互作用,阻碍了位错运动,提高了合金的变形抗力。
加工硬化 :
加工硬化(英文:work hardening),指随着冷变形程度的增加,金属材料强度和硬度指标都有所提高,但塑性、韧性有所下降的现象,又称冷作硬化。加工硬化的程度通常用加工后与加工前表面层显微硬度的比值和硬化层深度来表示。
相关链接:网页链接
1、固溶处理+时效
固溶处理的目的是形成过饱和固溶体,时效的目的是人为的通过加热温度(人工时效)或放置时间(自然时效)的控制,来控制析出第二相的大小、数量和分布,通过第二相强化或弥散强化来提高强度的。这里的最根本的是没有发生相变过程,也没有同素异构转变过程。
2、钢铁的淬火+回火过程
淬火处理的目的也是形成过饱和固溶体,但是这个过饱和固溶体是发生相变了,即由奥氏体转变为马氏体了,通过得到马氏体这种组织来强化的,后续的不同温度的回火的主要目的只不过是去除淬火应力。
具体的详细机理可参考有关专业书籍。